在火力发电厂中,锅炉“四管”(过热器、再热器、水冷壁、省煤器)的爆破泄漏事故是导致非计划停机的关键问题,尽管锅炉设备已采取诸多预防措施,但因旧机组服役时间增长和新机组参数提高,这类事故仍在上升。鉴于此,锅炉“四管”的防磨防爆工作,作为保障发电机组稳定经济运行和电网安全的重要手段,愈发受到重视。该工作涉及锅炉、金属、化学、热工、焊接等多专业,是一个综合、系统的工程,因此,将其视为火力发电企业技术工作的重中之重。
锅炉“四管”爆管原因
锅炉“四管”爆管原因主要有以下四类:
1.超温过热:短期超温过热是管壁温度超材料下临界温度,强度下降后在内压作用下胀粗爆管,特征为管径胀粗、管壁减薄呈刀刃状、爆口大且周围硬度高;长期超温过热是管壁温度长期超设计温度,力学性能恶化后脆裂,特征为管径无明显变化、爆口小呈颗粒状且周围有氧化皮。
2.磨损:磨损爆管特征为管壁减薄呈刀刃状、表面平滑、金相不变、管径无变化。主要分为吹灰器蒸汽吹损(如内漏、不旋转等)、机械磨损(管卡松动等造成金属间粘着磨损)及烟气飞灰磨损(对流受热面尤其是尾部烟道中灰粉颗粒冲刷)。
3.腐蚀:腐蚀爆管比例低但突发性强,特征为管壁点状或坑状腐蚀、贝壳状裂纹、金相不变、爆口宽钝。依据机理分为水侧腐蚀(包括氧腐蚀、垢下腐蚀、氢损伤等)和烟气侧腐蚀(包括低温和高温硫腐蚀)。
4.热疲劳:热疲劳是锅炉管受交变应力作用而发生的疲劳损坏,特征为环形裂纹、龟状裂纹、裂纹短粗且充满腐蚀产物。造成热疲劳的原因有炉膛水吹灰导致管壁温度急剧变化、超温使管材疲劳强度下降、频繁启停和变负荷运行等。
解决方案
“四管”防磨防爆经验对策
1.建立“四管”防磨防爆例会制度:每月定期召开小组工作会议,通报检查、维护、检测等情况,分析异常,对入炉煤质、汽温、炉水水质等情况进行通报,公布奖惩并统筹安排下阶段工作。及时召开专题技术会议,进行技术攻关,分析问题、制定措施和规划,加强案例学习,提高技术水平。
2.逢停必检、分区域落实责任:在“人”的方面,通过专项培训使检查人员掌握防检方法和经验。在“机”的方面,为检查人员配备必要工具。在“环境”的方面,用高压水冲洗受热面避免检查死角。在“制度及管理”方面,小组成员全员参与检查,划分责任区,安排2~3次交换互查,最后群体普查,发挥多视角优势。检查出的缺陷以任务书形式安排处理,形成闭环管理。
3.建立健全“四管”技术台账:完善设备监督和技术管理,总结爆漏规律,积累监督和管理经验,把握重点防治部位,提出预防措施。
4.加强吹灰装置维护:保障吹灰器俯仰角度适宜,防止凝结水淋淌导致炉墙管子热疲劳失效。根据入炉煤质和锅炉排烟温度,积累吹灰器运行数据,确定最佳吹灰方案。
5.重视汽、水品质、加强超温考核:做好汽、水品质监督,重点防治凝汽器泄漏、精处理投入和溶氧问题。运行人员规范操作,合理控制参数,防止风速过高、热负荷过分集中、火焰偏斜、燃烧中心不合适、烟温偏差过大等问题,避免结焦、高温腐蚀和对流受热面超温等事件。
结语
(1)掌握锅炉“四管”的爆漏原因和失效特征,有助于加强电厂金属技术监督。在防磨防爆检查时,可提前消除隐患,有效减少锅炉“四管”的爆漏。
(2)防磨防爆技术管理是系统工程,需建立防磨防爆体制,重视运行的规范操作和精确控制,推进设备更新改造,细致开展防磨防爆检查,以此提高锅炉设备健康水平,降低“四管”泄漏率。
(3)随着超(超)临界机组运行,新材料、结构、工艺的应用带来新课题。防磨防爆技术管理要不断更新检查工艺与方案,杜绝死角,加强人员技术交流,以满足日益提高的技术要求。